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1 FMEA FTA基礎(chǔ) 通用篇 2 有關(guān)設(shè)備性賴性的思維方式的變化起初 機械故障被視為不得已發(fā)生的故障 對于小型設(shè)備 單體設(shè)備 即使發(fā)生故障也不會出現(xiàn)很大的影響 但是 隨著高技術(shù)產(chǎn)品的上市 產(chǎn)品的性賴性及設(shè)備的性賴性對經(jīng)濟 社會有很大的影響 因此機械故障也就不可忽視 盡管如此 設(shè)備故障時 也通常只是憑原有的技術(shù)和過去的經(jīng)驗 采取再法防止對策 自1940年 美國開始了噴氣式飛行機和宇宙火箭等的大型開發(fā) 由于系統(tǒng)故障對各方面都有很大影響 防止故障于未然才變得更為重要 在這個性賴性解析手法中 這次要學習的有FMEA和FTA 3 FMEA FailureModeandEffectAnalysis 設(shè)計品目的潛在故障導致系統(tǒng)故障的解析 假定是系統(tǒng)的所有構(gòu)成品目在使用中發(fā)生故障 這就要研討對系統(tǒng)達成任務的影響 找出性賴性方面的弱點 提出適當?shù)膶Σ叻椒?以求防止故障以未然 本應用于設(shè)計階段 有時也可用于使用中的設(shè)備的改善 FTA FaultTreeAnalysis 系統(tǒng)特定缺陷現(xiàn)象的發(fā)生原因的追溯及解析 在系統(tǒng)中所發(fā)生的現(xiàn)象里找出不理想的現(xiàn)象 追溯其發(fā)生缺陷的路徑 尋找原因 提出對策方法 以求防止缺陷現(xiàn)象的發(fā)生 和FMEA一樣 應用于設(shè)計階段 也可用于特定項目故障及災害等的改善 4 FMEA 根據(jù)構(gòu)成品目展開輔助系統(tǒng)及系統(tǒng)水準 BottomUp 列舉構(gòu)成品目的所有故障類型擴大潛在性單一故障的解析范圍 不考慮故障類型之間的相互關(guān)系單獨考慮對系統(tǒng)及上位水平的互相影響 適用于多重故障類型的解析 只解析相關(guān)事物不考慮認為失誤的外界影響 適用于系統(tǒng)機能的解析或用途的解析 FTA根據(jù)系統(tǒng)展開構(gòu)成品目理論圖的樣式 TopDown 找出不理想現(xiàn)象的相關(guān)故障類型深入尋找各相關(guān)原因考慮故障類型之間的相互關(guān)系從輸出到輸入使用樹枝的形式表示適合單一故障類型的解析解析相關(guān)事項外界影響也一同考慮適用于涉及人命 硬件損壞等安全性現(xiàn)象的解析 FMEA和FTA的比較 5 故障影響的分級 基準 工程計劃制造所引起的缺陷按以下標準進行評價級別經(jīng)常發(fā)生每 小時 次 容易發(fā)生 適當發(fā)生 不怎麼發(fā)生 幾乎不發(fā)生 很難發(fā)生 涉及人身安全 爆炸火災的故障 生產(chǎn)停止3天以上 不能運轉(zhuǎn) 破損 異常反應等故障 生產(chǎn)停止1天 2天的 運轉(zhuǎn)中機能性中等故障 外觀機能低下的輕微故障 現(xiàn)場沒留意到的輕微故障 破局狀態(tài) 造成死亡或系統(tǒng)喪失的障礙 危險界限 造成重傷 嚴重職業(yè)病或重要系統(tǒng)損失的障礙 允許界限 造成輕傷 輕度職業(yè)病或不重要的障礙 安全或可忽略 不造成障礙 職業(yè)病 系統(tǒng)損害的障礙 故障的發(fā)生頻度 故障的嚴重程度 災害程度 項目 重要度 故障的發(fā)生頻度 故障的嚴重程度 災害程度 6 信頼性相關(guān)的術(shù)語解說 術(shù)語英語含義系統(tǒng)system達成所要求的任務 具有全面機能的產(chǎn)品輔助系統(tǒng)subsystem具有分擔系統(tǒng)的任務并達成其任務的機能 是系統(tǒng)的一部分構(gòu)成品 componet構(gòu)成系統(tǒng) 輔助系統(tǒng) 是一個單體或是復合體 分為機能部品和組裝部品 機能品fanctionItem由數(shù)個至 個部品連接構(gòu)成 單獨具有通用性的獨自機能 組裝品assembly由 個以上部品連接構(gòu)成 具有補充輔助系統(tǒng)機能的特定機能 部品part是不可再分解的一個單體 具有設(shè)計上所規(guī)定的用途裝置apparatus計劃plant組別group安裝set組件unit模塊module device任務mission指系統(tǒng)所要求的機能 也叫MISSION或使命機能function輸入方面是用于接收能量 變換運轉(zhuǎn)等 輸出方面是具有傳達的功能連接joint構(gòu)成品之間的機能性或機械性的連接 靜態(tài)連接 相對位置不便永久連接 鉚接 焊接可分解 螺栓 動態(tài)連接 受一定的拘束相對位置變動可分解 連環(huán)機構(gòu) 含接觸 作用action設(shè)計上的構(gòu)成品的機能 根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)具體的機能和作用 包含在上記部分通用名稱里 7 信頼性相關(guān)的術(shù)語解說 術(shù)語英語含義故障failure按所給條件使用 使用中系統(tǒng)或構(gòu)成品喪失其規(guī)定的性能或機能障礙hazard主要是指安全上的障礙 包括認為因素 在性賴性上很多時候與故障同義缺陷deficiency包括故障 統(tǒng)稱為不具合現(xiàn)象 英語中稱為fault故障類型failuremode故障的實際狀態(tài) 例變形龜裂破損磨損腐蝕表面刮傷表面粗糙松動晃動脫落粘著燒損異物污損泄漏變質(zhì)敞開短路噪音漂移故障率failurerate一定時間內(nèi) 動作品目在連續(xù)單位時間內(nèi)的故障比 嚴格來講是瞬間故障率 電子類部品的故障率是一定的 公布了通用標準電子部品的性賴性數(shù)據(jù)機械類部品會根據(jù)設(shè)計的變更而變更 所以沒有性賴性數(shù)據(jù)基準故障率genericfailurerate以實驗室作為動作環(huán)境時的故障率FMEAfailuremodeandeffectanalysis 故障類型及影響解析 的縮寫 是系統(tǒng)設(shè)計階段的性賴性解析的一種手法FMEA圖表FMEAchart記錄了FMEA實施結(jié)果的圖表形式的研討事項故障影響failureeffect故障對該系統(tǒng) 輔助系統(tǒng) 構(gòu)成品的影響程度致命度criticality故障對最終系統(tǒng)任務達成的影響程度致命度分類criticalityclassification按恰當?shù)脑u定方法對故障影響的分級 分級基準有 致命性重大輕微微小致命度解析 CA criticalityanalysis對致命度高的電子部品使用解析公式計算出致命度指數(shù) criticalitynamber 實施信賴性的詳細評價致命性品目表criycalItemlist從FMEA圖表中選出致命度高的品目包括必要事項的一覽表 8 信頼性相關(guān)的術(shù)語解說 術(shù)語英語含義FMECAfailuremodeeffectandcriticalityanalysis使用FMEA和CA的解析法FTfaulttree把系統(tǒng)的缺陷現(xiàn)象及下位現(xiàn)象用現(xiàn)象符號 理論符號表示的圖式FTAfaulttreeanalysis使用系統(tǒng)缺陷現(xiàn)象的FT解析缺陷原因的解析法現(xiàn)象event偶然現(xiàn)象的觀察結(jié)果 使用FTA處理的現(xiàn)象是 發(fā)生不理想的現(xiàn)象 缺陷現(xiàn)象 首位現(xiàn)象topevent作為解析的對象 不理想的現(xiàn)象基本現(xiàn)象basicevent不能再分解的現(xiàn)象中間現(xiàn)象intermediateevent介于首位現(xiàn)象及基本現(xiàn)象的中間現(xiàn)象符號eventsymbol用于區(qū)分現(xiàn)象的幾何圖形 首位現(xiàn)象及中間現(xiàn)象用矩形 基本現(xiàn)象用圓形表示理論符號logicsymbol表示現(xiàn)象間因果關(guān)系的符號 多用于ANDOR限制 inhibit 接口AND接口ANDgate只有輸入現(xiàn)象全部同時發(fā)生時 才發(fā)生輸出現(xiàn)象OR接口ORgate只要有任一個輸入現(xiàn)象的發(fā)生就可發(fā)生輸出現(xiàn)象限制 inhibit 接口inhibitgate存在輸入現(xiàn)象 只在滿足其它條件時才發(fā)生輸出現(xiàn)象基本設(shè)計preliminary esign系統(tǒng)的構(gòu)成 能有效達成所要求的任務制定輔助系統(tǒng)群制定各輔助系統(tǒng)的業(yè)務分擔 是設(shè)計的初期階段詳細設(shè)計detaildesign制定達成輔助系統(tǒng)所規(guī)定的業(yè)務分擔的構(gòu)成品群及其設(shè)計特性 根據(jù)其特性進行設(shè)計 制作圖紙 是設(shè)計的后期階段設(shè)計特性designparameter設(shè)計品目要求的能力及實用性的具體值設(shè)計要素designelement為使設(shè)計特性體現(xiàn)于產(chǎn)品上 用于制作圖紙的技術(shù)要素 可直接計測信賴性方塊圖reliabilityblockdiagram構(gòu)成系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)或表示構(gòu)成品之間的機能接續(xù)狀態(tài)的線圖 9 信頼性相關(guān)的術(shù)語解說 術(shù)語英語含義減輕負擔 deleting按構(gòu)成品以低于規(guī)格限度值進行使用的方案進行設(shè)計冗長性redundancy把具有同一機能的2個以上的構(gòu)成品并列接續(xù) 可提高系統(tǒng)的信賴性 相互關(guān)系 tradeoff可求得信賴性與其他重要特性之間的最適合性設(shè)計評論 設(shè)計重估 designreview在設(shè)計各階段完成時 為確認已施設(shè)計的適合性而進行的設(shè)計再檢作業(yè) 檢討內(nèi)容以性能 信賴性為主 包括生產(chǎn)性及品質(zhì)保證SFPsinglefailurepoint在NASA術(shù)語中是具有波及系統(tǒng)的致命性影響的單一故障的構(gòu)成品任務 missionpattern達成任務的標準動作狀態(tài)及其時間性區(qū)分 今后制定環(huán)境條件和操作條件環(huán)境條件environmentalcondition動作中所受到的外界影響 如 溫度壓力氣氛沙塵振動等操作條件operationalcondition任務動作中的操作力 操作速度 操作次數(shù)等 interface相互聯(lián)結(jié)面 如 機械的相互干涉 電氣的相互電壓的干涉等 10 信賴性的定義一般 工業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備 系統(tǒng) 的價值是根據(jù)任務達成能力 價格 購買能力而定價 任務達成能力是技術(shù)的特性 能力方面和實用方面可分開考慮 能力方面是指發(fā)揮產(chǎn)品及設(shè)備的性能 精度等的性質(zhì) 把這種性質(zhì)稱為信賴性 實用方面是指在正確使用下 不發(fā)生故障的性質(zhì)及在發(fā)生故障時 根據(jù)修理的不同 可方便使用的性質(zhì) 把這種性質(zhì)稱為保全 有時把這2種性質(zhì) 在廣義上統(tǒng)稱為性賴性 11 實施FMEAFTA解析前應準備的事項 設(shè)定對象充分理解系統(tǒng)整體 實施解析具備系統(tǒng)構(gòu)成品的技術(shù)知識 充分活用性賴性手法的相關(guān)知識 充分活用類似系統(tǒng)的信息 選定適當數(shù)量的解析成員 進行多面性解析 12 FMEA解析手法的實例懐中電燈 FMEA実施例FMEA 実施手順 実施 任務 構(gòu)成品 機能 確認 分解 決 機能図 明細書 調(diào) 機能別 決 機能別 信頼性 図 作成 実施 毎 故障 列挙 列挙 故障 整理 FMEA 実施 効果的 故障 選定 選定 故障 推定原因 列挙 FMEA 記入用紙 要約 書 入 設(shè)計條件致命度分類基準 參照 FMEA 故障等級 高 設(shè)計変更 要否 対応 検討 13 接觸子絶縁體 接觸子 任務 確認必要 點燈 照明 分解 部品 數(shù)個 部品 構(gòu)成 組 立 品 機能 電燈回路光線発生部本體 3點 例 簡単 機能 分解 信頼性 図 懐中電燈 絶縁體 反射鏡 電球組立 組立 組立 電池 端末 組立 反射鏡 電球 押 接觸子 端末 押 14 毎 故障 列挙 整理 部品 組 立 部品名故障 保持機能喪失 脫落 斷面変形 脫落 割 絶縁體 折損 脫落反射鏡 電球組立 電球 焼損 注 電球 電球 電池間絶縁不良 電球 反射鏡 込 部錆 回路斷 反射鏡 接觸子間 反射鏡 入 15 毎 故障 列挙 整理 部品 組 立 部品名故障 組立 勘合不良 端末 勘合不良 取 付 間導通不良 組立 接觸子変形 接觸子絶縁體 絶縁不良 注 回路 閉又 開 脫落 接觸子 電池間 隙間過少電池 電池放電 電池取 付 不良 方向 逆 注3 電池 電球間導通不良 電池 電池間導通不良 電池 押 間導通不良 電池 間絶縁不良 電池 接觸子間絶縁不良 電池端子錆 16 毎 故障 列挙 整理 部品 組 立 部品名故障 端末 組立 押 機能 端末 間導通不良 端末 脫落 端末 斷面変形 部錆 注4 端末 押 間導通不良 注1 本來 電球 FMEA 検討 致命的欠陥 與 故障 入 注 本來 組立 FMEA 検討 項目 注1 理由 加 注3 問題 導通 保証 特別 加 注 異 導通 保証 特 加 17 推定原因 列挙 用紙記入 故障等級判定 番號機能品故障 推定原因機能品 検知方法故障等級備考 保持機能喪失変形機能不全機能停止 可能性目視検査 脫落 磨耗同上機能停止同上 取扱 不注意斷面変形圧 同上機能低下同上 脫落 破壊 脫落 取扱 不注意機能 機能不全同上 割 取扱 不注意機能低下機能低下同上 保全不十分同上同上同上 絶縁體折損 組立不良消燈不能 機能時間短縮分解目視 材質(zhì)不良可能性 可能性脫落 組立 消燈不能機能時間短縮同上 折損 脫落 反射鏡 焼損 壽命點燈不能機能停止同上 電球組立 衝撃電球 勘合不良回路斷 機能停止 可能性軽 振動 衝撃可能性 與 電球 欠陥 磨耗同上同上分解目視 加工不良電球 部錆 保全不良同上同上同上 材質(zhì)不良 18 10 故障等級 高 UP対応検討 番號品目故障 影響故障等級防止 方策 脫落機能停止 反射鏡 電球組立電球 焼損 電球 電池間導通不良 反射鏡 接觸子間導通不良 反射鏡 勘合不良 組立 間導通不良 組立 脫落 電池電池放電 電池取 付 不良 逆 電池 電球間導通不良 電池 電池間 電池 押 間 電池 間絶縁不良 電池 接觸子間 端末 組立端末 間導通不良 端末 脫落 端末 間導通不良 19 実施手順毎 任務 確認FMEA 実施 構(gòu)成品全 任務 明確 分解 FMEA 構(gòu)成品 分解 行 一般的 機能別 多 6 機能別 整理 信頼性 機能別 作成 故障 列挙多 見方 経験 活用 名 実施 効果的 故障過去 故障事例 參考 技術(shù)判斷 選定 選定 推定原因推定原因 故障等級 対策 違 慎重 検討 必要 用紙 記入故障 影響 複雑 表現(xiàn) 避 機能停止低下 故障等級 故障影響評価格付 基準 參考 記入用紙 例 対象品目故障 影響名稱識別図面 図機能故障 推定原因組立品 故障検知方法故障等級番號番號記號設(shè)備名稱FMEA実施者作成日承認者欄 作 20 FTA解析手法 実際FTA 発生 困 事象 原因 多面的 追究 行 手法 追求 時 考 方 事象 発生 追 FTA解析 共通記號 図 書 NO記號名稱説明 事象Top事象 及 基本事象 組合 起 個 事象 中間事象 event基本事象 以上 展開 基本的 事象又 発生確率 単獨 得 最 basicevent低 基本的 事象否展開事象情報不足技術(shù)的內(nèi)容 不足 以上展開 事象 表 undeveloppedevent但 作業(yè) 進行 更 解析 可能 場合 再 展開 継続 通常事象通常 事象 示 火災 解析 場合 normalevent 空気 存在 移行記號FTA図上 関連 部分 移行又 連結(jié) 示 三角形 上 線 Transfersymbol出 他 事象 移行 示 橫 線 出 移行 行 示 AND 全 入力事象 共存 出力事象 発生 論理積 AND gate 出力 入力 21 FTA解析 共通記號 図 書 NO記號名稱説明 OR 入力事象農(nóng)地少 1 存在 時出力事象 発生 論理和 OR gate 制約 入力事象 示 條件 満足 場合 出力事象 INHIBITgate 発生 條件付 確率 特 AND OR FTA 生命 言 記號 使用 間違 得 結(jié)果 全然違 條件 慎重 判斷 決定 必要 以降基礎(chǔ)理解 簡単 例 示 出力 入力 FTA解析 共通記號 図 書 NO記號名稱説明 OR 入力事象農(nóng)地少 1 存在 時出力事象 発生 論理和 OR gate 制約 入力事象 示 條件 満足 場合 出力事象 INHIBITgate 発生 條件付 確率 特 AND OR FTA 生命 言 記號 使用 間違 得 結(jié)果 全然違 條件 慎重 判斷 決定 必要 以降基礎(chǔ)理解 簡単 例 示 22 左図 場合A B両方 入力事象 出力事象X 発生 AND ANDgate A C B A開 B開 C開 點燈 Top事象 望 発生 困 事象 AND 出力事象 生 全 入力事象 同時 起 必要 論理作動 記述 回路構(gòu)成機器 正常 點燈 望 事象 起 ABC全 開 OFF 必要 23 左図 場合A B 入力事象 出力事象X 発生 OR ORgate A C B A開 B閉 C閉 點燈 Top事象 望 発生 困 事象 OR 出力事象 生 1 入力事象 起 論理作動 記述 回路構(gòu)成機器 正常 點燈 望 事象 起 ABC 開 OFF X AB 24 簡単 例 浴槽 水 水 水位 上昇 続 気 付 給水 止 給水 開 底栓閉 警報機 鳴 故障 忘 給水中 忘 AND 同時 OR OR AND 同時 25 FTA図 作成 中 同 內(nèi)容 事象 複數(shù) 場合 見直 修正 要 多 注意 FTA図 変 場合後 述 発生確率 変 給水停止 A給水不能 停電 a 並列 配置 A 常用 B 予備 給水 場合 A故障 B給水不能 停電 B故障 給水停止 停電 A B同時故障 A故障 B故障 條件水源 水 配管異常 26 広域延焼 火災拡大 地震火災 消防車來 広域延焼 強風下 地震火災 発生 消防車 來 延焼 場合 強風 地震火災多発 道路混雑 地震火災 強風 広域延焼 地震火災 強風 火災拡大 消防車來 発生確率 27 発生確率 解説発生頻度発生確率常時発生 半日 乗 分 毎日 乗 分 3日 乗